海底双层保温管的悬空数值模拟

材料为本项目海底管道用钢管和铝合金牺牲阳极。首先通过电化学测试确定海管裸钢和牺牲阳极在常温海水中的自腐蚀电位和极化曲线，以此建立两种材料的边界条件。不同涂层破损率下管道材料的边界条件以裸钢的极化数据为基础，通过代入涂层破损因子得到。

（3）受损节点初期保护电位评估

经模拟计算可得破损节点的初期保护电位分布如图所示，可看出破损处的保护电位约为-1060mV，负于该管线钢规范要求的最小阴极保护电位值-800mV，此破损节点可得到有效保护。

（4）服役期内管道保护效果。综合考虑管道外防腐涂层在服役过程中老化、破损以及牺牲阳极不断消耗等因素，评价破损点在不同服役周期的保护效果。50年服役周期内，破损节点的保护电位始终负于-800mV，破损点处钢管在全寿命周期内可得到有效保护。

（5）验证。经潜水员水下进行电位测量，管道破损点的保护电位为-1080mV（vs.Ag/AgCl/海水）。数值模拟计算涂层破损点处初期保护电位为-1060mV，两者吻合良好，说明数值计算使用的边界条件准确，评估结果可靠。

（6）小结。根据数值模拟计算结果可以看出，该涂层破损点初期保护电位为-1060mV，和实际水下测量值-1080mV吻合良好，数值计算结果可靠。在该管道运营周期内保护电位始终负于-800mV，说明该破损点在管道使用全寿命周期内可得到有效的阴极保护。

参考文献：

[1]冯展杭.堤岛油田海底管道运行现状及安全分析[J].安全技术，2011（11）.

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[3]焦冬梅，高峰，杜水军，等双层海底管道起吊分析方法研究[J].管道技术与设备，2013（3）.